Магни́тная релакса́ция, процесс установления термодинамического равновесия в системе магнитных моментов вещества. Магнитная релаксация, при которой полная энергия спиновой системы не меняется, а лишь перераспределяется между степенями свободы магнитных моментов, называется спин-спиновой. Магнитная релаксация, изменяющая полную энергию спиновой системы, называется спин-решёточной. Она устанавливает равновесие между спиновой системой и «решёткой» [под последним термином понимают не только решётку кристалла, но и все степени свободы, кроме ориентации спинов (тепловое движение молекул жидкости, электронов проводимости в металле и пр.)]. Так как взаимодействие между спинами во многих случаях значительно сильнее других взаимодействий (например, спинов с фононами), то часто равновесие в спиновой системе наступает быстрее, чем в среде в целом.

В магнитоупорядоченных средах (например, ферромагнетиках и антиферромагнетиках) магнитная релаксация происходит вследствие взаимодействия спиновых волн (магнонов) друг с другом, а также с фононами, дислокациями, примесными атомами и другими дефектами в кристаллах. Магнитная релаксация ядерных спинов обладает своей спецификой, обусловленной особо малым взаимодействием ядерных спинов с другими степенями свободы среды.

Магнитная релаксация проявляется в процессах намагничивания и перемагничивания, определяет ширину линий ЯМР, ЭПР, ферро- и антиферромагнитного резонансов.

Магнитная релаксация играет существенную роль в работе устройств магнитной памяти и магнитной записи информации (во многих случаях определяет их быстродействие и частотный диапазон), в методах получения сверхнизких температур с помощью адиабатического размагничивания.